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  • 无线应用范围与传输技术分解

        网络视频监控系统以其直观、方便、信息内容详实被广泛应用于生产管理、保安等场合,视频监控系统的一般过程是:在一些重要的场所安放一个或若干个网络摄像机拍摄监控现场,然后将视频信号通过一定的传输网络(线缆、无线、光纤或以太网),传到指定的监控中心,再通过存储设备,将媒体存储到存储介质上,同时还可以根据不同需要和途径在现场安装其它的探测装置作为监控系统的辅助设备。
        无线监控应用范围
        1、民用小范围应用
        目前在民用领域应用的无线监控系统,多在办公场所、厂区等小范围中使用,以WLAN、WiFi网络方式为主。在这些已建建筑群中,若采用有线监控,则有可能对原有建筑造成破坏,需要挖槽、埋线等,因此不便于采用传统有线监控。据天地伟业陈虹旭介绍,该种方式布网简单,只需一个无线路由器,即可进行传输,且无网络附加费用,在一些区域较小又需要使用监控的场合,采用此种方式来传输视频,不失为一个比较好的方式。
        但此种方式应用范围有限,在完全无障碍的空旷场所,其传输距离可达到200米。而在相距较近的建筑群中也可实现视频传输,但相对来说,其传输质量会受到影响,还需要有待改进。
        2、自建无线网络应用
        在森林防火、偏远山区、油田、风景区、电力、水利、环保等大范围、长距离固定点的监控应用中,采用无线监控是较好的解决方法。在此类应用中,因受范围广、地理位置偏远、不易布线等因素的制约,如果采用传统有线监控方式会使线路敷设和维护成本非常高,因此通常建议采用无线监控,如微波。
        建设无线网其造价一般受距离的远近和基站点数量的制约,也有前期一次性投入和后期维护的费用,但带宽有保障,图像质量较好,可满足远程监控的要求。因此有业内人士说,行业自建无线网应属公建设施,由政府进行投资较合理。
        3、使用运营商网络
        移动、电信、联通等运营商,会提供一些无线传输网络,如2.75G、3G等。可应用于各类需无线监控应用的场合,如公交车载监控、出租车监控、地铁高铁监控等应用领域。此种应用一般租用运营商网络,其特点是空间范围非常广,只要运营商网络所达的区域均可使用。但其需每月支付给运营商一定的租赁费,且目前价格较为昂贵,带宽与传输速率也有待进一步提高。
        无线传输技术分解
        目前无线图像传输尚未形成典型的产业化发展模式,实现的技术方式也各不相同,下面就一些可用于无线图像传输的相关接入技术作简要介绍。
        CDMA技术
        CDMA即码分多址技术,它允许用户在端到端分组转移模式下发送和接收数据,而不需要利用电路交换模式的网络资源;从而提供了一种高效、低成本的无线分组数据业务。CDMA无线网络的移动传输技术具有保密性好、抗干扰能力强、抗多径衰弱、系统容量配置灵活、建网成本低等优点。对于安全防范系统来说,一般采用低传输帧率以保证传输的清晰度,因为只有CIF以上的图像清晰度才可以满足调查取证的需要。但是,CDMA传输存在带宽不足的缺陷,其下行带宽153K,上行带宽70K~80K,因而传输流畅的视频基本上不可能实现。由于图像只有几帧,只能以抓图的形式来传输,并且为小画面尺寸,因此无法满足实时移动图像视频监控的需要。
        GPRS技术
        GPRS是一种基于GSM系统的无线分组交换技术,支持点对点和点对多点服务,以“分组”的形式传送数据。GPRS最主要的优势在于永远在线和按流量计费,不用拨号即可随时接入互联网,随时与网络保持联系,资源利用率高。但是同CDMA一样,它存在带宽不足的问题,无法满足高质量实时的视频监控需求。
        Wi-Fi技术
        Wi-Fi属于短距离无线技术,覆盖范围可达100米,Wi-Fi的技术和产品到目前为止,已经相当成熟。Wi-Fi无线保真技术,其传输速度快,802.11b的带宽可以达到11Mbit/s,而802.11a及802.11g更可达54Mbit/s。但只能做到通视传输、定向传输,难以支持移动传输,从而限制了它在视频监控系统的应用,而且由于安全性较差,非常容易受到来自外界的攻击。
        WiMax技术
        WiMax是基于IEEE802.16标准的无线城域网技术,能提供面向互联网的高速连接,适用于静止和半静止状态下访问网络,其传输速率可达60Mbps。在安全性方面,WiMAX提供了加密机制,在介质访问层(MAC)中定义了加密子层,通过使用数字证书的认证方式确保无线网络内传输的信息得到安全保护。WiMAX是点对多点的宽带无线接入技术,采取了动态自适应调制、灵活的系统资源参数及多载波调制等一系列新技术,并兼具较高速率的传输能力(可达70Mbit/s?100Mbit/s)及较好的QoS与安全控制,覆盖范围可以达到1-3英里,主要定位在移动无线城域网环境,然而802.16e获得足够的全球统一频率存在一定难度,且建设成本和设备价格较高。
        COFDM技术
        COFDM图像传输技术具有频谱利用率高和可对抗多径时延扩展等特点,是早期用于军事无线电传输的一种多载波数字通信调制技术,也是较为完备的移动接收和传输技术。COFDM的实用价值主要是突破了视距限制,对噪声和干扰有着很好的免疫力,并能绕射和穿透遮挡物。它能同时分开多个数字信号,并且可以在干扰的信号周围安全运行。它能够持续不断地监控传输介质上通讯特性的突然变化,其通讯路径传送数据的能力会随时间发生变化,且COFDM能动态地与之相适应,并接通和切断相应的载波,以保证持续成功地通信。同其他基于OFDM的技术一样,COFDM继承OFDM的优点的同时,也不可避免地存在OFDM技术的普遍不足。对频偏和相位噪声比较敏感,频偏和相位噪声会使各个子载波之间的正交特性恶化,仅仅1%的频偏就会使信噪比下降30dB。功率峰值与均值比(PAPR)大,导致射频放大器的功率效率较低,高峰均值比会增加对射频放大器的要求,导致射频信号放大器的功率效率降低。负载算法和自适应调制技术会增加系统复杂度。负载算法和自适应调制技术的使用会增加发射机和接收机的复杂度,并且当终端移动速度每小时高于30公里时,自适应调制技术就不是很适合了。
        MiWAVE技术
        MiWAVE系统采用4G核心技术,继承了COFDM的优点,摒弃COFDM的不足之处。
        上行空口技术采用DFT-S-GMC,即基于离散傅立叶变换扩频的正交频分多址,采用DFT进行频域扩频,因而降低了传输信号峰均比,适合上行链路传输。同时DFT-S-GMC采用逆滤波器组变换(IFBT),实现频分复用和频分多址。DFT-S-GMC每个子带的宽带相对于载波频偏和多普勒频移较大。同时每个子带之间具有一定的频域保护间隔,此外每个子带的频谱具有陡峭的带外衰减,这些特征使得GMC对载波频偏和定时误差引起的多用户间干扰具有较强的顽健性,相比于传统的OFDM空口技术性能更佳,MiWAVE下行空口技术OFDMA比传统的FDMA提高了频谱利用率。此外,OFDMA采用时、频两维资源调度,可提供精细的数据率颗粒度,以支持具有不同服务质量要求的多媒体应用。
        结语
        综上所述,接入技术作为无线图像监控传输技术的核心决定了监控系统的性能及应用,各种接入技术在其诞生之初即存在性能差异性,并不能简单地将其区分优劣。在实际应用中,面对不同的应用场景,选择满足应用需求的传输方式,以求达到最佳的性价比。但是,随着无线图像监控的实时性要求不断提高,宽带接入技术已成为了必然趋势,窄带接入技术将逐渐淡出人们的视线。同时,无线图像传输技术趋向于更多样化的应用,已不再局限于简单的图像传输应用;在实时监控的同时,大量的监控数据和交互数据传输也对监控传输网也提出了新的要求,具备优异的传输性能,能满足多种应用的无线图像监控传输技术将是未来安防监控的首选。